63W灯抽运声光调Q Nd:YAG激光器:腔内KTP倍频技术
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更新于2024-08-28
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"63 W灯抽运声光调Q腔内KTP倍频Nd∶YAG激光器"
本文报道了一种63 W灯抽运的声光调Q Nd:YAG激光器,通过腔内KTP晶体实现倍频,产生532 nm的绿色激光。该激光器的设计和优化主要集中在以下几个方面:
1. 双灯抽运金属镀金腔结构:为了提高激光器的效率和稳定性,采用了双灯抽运的方式,这有助于提高泵浦效率,确保光源均匀分布,减少热效应对激光性能的影响。金属镀金腔的设计可以有效地反射泵浦光,增强腔内的光强度。
2. 抽运均匀性:抽运均匀性是决定激光器性能的关键因素,良好的抽运均匀性可以保证激光的高效转化,减少非线性效应和热透镜效应,从而改善激光质量。
3. KTP倍频晶体的冷却:KTP晶体在倍频过程中会产生热量,因此设计了高可靠性的冷却装置来维持晶体温度稳定,确保倍频效率和晶体的长期可靠性。冷却系统对于防止晶体因过热而损坏至关重要。
4. L型腔结构:激光谐振腔采用了L型设计,这种结构有利于减小腔内损耗,提高光束质量和激光输出功率。L型腔可以有效管理激光模式,降低横模噪声,提供更稳定的输出。
5. 声光调Q技术:通过调整声光调制器(A-O)的频率,控制激光的Q值,进而调控激光脉冲的宽度和能量。实验表明,不同的声光调制频率会影响倍频激光的输出功率。例如,当调制频率为4 kHz时,获得的最大532 nm激光输出为44 W,脉宽为80 ns;而调至10 kHz时,输出功率可达63 W,脉宽增加到140 ns。
6. 性能指标:激光器的最大倍频效率达到64%,总电-光效率为1.2%,这意味着每消耗1000瓦的电力,可以得到12瓦的绿光输出。同时,激光光束质量M2为11.1,虽不是最优,但依然满足许多应用需求。
该研究展示了高功率、高效率的灯抽运固体激光器设计和优化的技术细节,其结果对于激光技术领域的研究和应用具有重要价值,特别是在需要高效绿色激光源的领域,如材料加工、光学通信、生物医学和科学研究等。
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2021-02-12 上传
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